(57)【要約】【課題】実用的な回転速度で面振れを実用上無視し得る程度にできる超薄型の情報記録媒体と、これを用いた大記録容量の情報記録カートリッジとを提供する。【解決手段】情報記録領域４の基板特性と情報記録領域４よりも外周領域の基板特性とを異ならせ、基板１Ａの回転時に、情報記録領域４の基板特性と情報記録領域４よりも外周領域の基板特性とを同一にした場合よりも大きな引張応力を情報記録領域４に作用させる。例えば、基板の外周部に厚肉部を設ける、基板外周部の平均比重を情報記録領域４より大きくする、基板外周部のヤング率を情報記録領域４より小さくする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有し、内周部及び外周部を除く中間部に情報記録領域が設けられたディスク状の基板を備えた情報記録媒体において、前記情報記録領域の基板特性と前記情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせ、前記基板の回転時に、前記情報記録領域の基板特性と前記情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを同一にした場合よりも大きな引張応力を前記情報記録領域に作用させることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項２】
請求項１に記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板の平均厚さを、前記情報記録領域における前記基板の平均厚さよりも大きくしたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項３】
請求項２に記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域に、基板厚が前記情報記録領域の基板厚よりも大きい均一厚さの厚肉部が形成されていることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項４】
請求項２に記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域に、基板厚が前記情報記録領域の基板厚よりも大きい厚肉部と基板厚が当該厚肉部よりも小さい薄肉部とを有し、前記厚肉部と前記薄肉部とが前記基板の円周方向に交互に形成されていることを特徴とする情報記録媒体。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の情報記録媒体において、前記厚肉部の基板厚を前記情報記録領域の基板厚の２倍以上に設定したことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項６】
請求項４又は５に記載の情報記録媒体において、前記厚肉部の配列周期に対する１つの前記厚肉部の円周方向長さの比を、０．７乃至０．９に設定したことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項７】
請求項４乃至６のいずれかに記載の情報記録媒体において、前記厚肉部の配列周期を、前記厚肉部の基板厚よりも小さくしたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項８】
請求項１に記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板の平均比重を、前記情報記録領域における前記基板の平均比重よりも大きくしたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項９】
請求項８に記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域に、前記基板を構成する主たる材料よりも比重が大きい物質を基板内に存在させたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項１０】
請求項１乃至９のいずれかに記載の情報記録媒体において、前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板のヤング率を、前記情報記録領域における前記基板のヤング率よりも小さくしたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の情報記録媒体において、前記基板として、不活性ガスの超臨界流体が浸透した樹脂材料を金型内に射出し、前記不活性ガスの超臨界到達以上の圧力で前記金型にて加圧することにより成形された基板を備えたことを特徴とする情報記録媒体。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれかに記載の情報記録媒体を複数枚同心に装填したことを特徴とする情報記録カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光ディスクや磁気ディスクなどのディスク状の基板を備えた情報記録媒体と、この種の情報記録媒体を収納してなる情報記録カートリッジとに関する。
【背景技術】
【０００２】
情報化社会の進展に伴い、情報記録装置にはより一層の記録密度の向上が求められており、光ディスク装置においては、かかる要請に対処するため、レーザーの短波長化や対物レンズの高開口数化による光スポット径の微小化、或いは記録層の光透過率の向上による記録層の多層化などの研究が盛んに行われている。
【０００３】
これらの各記録密度の向上手段のうち、光スポット径の微小化による記録密度の向上は、現実的には限界に近づいており、これ以上の革新的な向上はほとんど見込めない状況にある。したがって、光ディスクの記録密度の向上については、情報の多層記録又はホログラム記録などの体積記録密度を高める研究が盛んになってきている。しかしながら、多層記録では、各層で光が吸収されることから数層程度が限界と見られており、また、ホログラム記録では光スポット径の微小化による記録密度の向上が見込みにくいので、いずれの場合にもテラバイトクラスの光ディスクの出現は極めて難しい状況にある。
【０００４】
このような状況を打破し、小型でテラバイトクラスの大容量記録を可能にする技術としては、情報記録媒体の基板厚を従来の光ディスクや磁気ディスクに用いられている基板の基板厚に比べて極端に薄形化し、多数枚の情報記録媒体を１つのカートリッジ内に収容することが考えられる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、基板厚を薄形化すると、情報記録媒体の剛性が低下し、重力によって情報記録媒体に撓みが生じるため、情報記録媒体を回転させたときに面振れが生じ、正常な情報の記録再生等が困難になる。なお、情報記録媒体の回転速度を増加すれば、基板に作用する遠心力が増加し、基板に作用する径方向の引張応力が増加するため、情報記録媒体の面振れをある程度抑制することができるが、ドライブ装置（記録再生装置）の構成上及び情報記録媒体の記録感度などから情報記録媒体の回転速度を無制限に増加することはできないのであって、回転時の情報記録媒体の面振れを実用上問題を生じない程度まで低下することは困難である。また、情報記録媒体の回転速度を極端に高速化すると、気流の乱れを生じて、却って面振れが大きくなる場合もある。
【０００６】
本発明は、かかる従来技術の不備を解消するためになされたものであり、その目的は、超薄型の基板を有し、実用的な回転速度で回転させた場合にも面振れを実用上無視し得る程度に小さくすることが可能な情報記録媒体を提供する、及び情報記録媒体の収納数が多く、大記録容量の情報記録カートリッジを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、前記の課題を解決するため、情報記録媒体については、内周部及び外周部を除く中間部に情報記録領域が設けられたディスク状の基板を備えた情報記録媒体において、前記情報記録領域の基板特性と前記情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせ、前記基板の回転時に、前記情報記録領域の基板特性と前記情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを同一にした場合よりも大きな引張応力を前記情報記録領域に作用させるという構成にした。
【０００８】
前記情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせ、基板の回転時に、情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを同一にした場合よりも大きな引張応力を情報記録領域に作用させる手段としては、より具体的には、
（１）前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板の平均厚さを、前記情報記録領域における前記基板の平均厚さよりも大きくする、
（２）前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板の平均比重を、前記情報記録領域における前記基板の平均比重よりも大きくする、
（３）前記情報記録領域よりも外周領域における前記基板のヤング率を、前記情報記録領域における前記基板のヤング率よりも小さくする、
（４）前記（１）〜（３）の手段を組み合わせる、
などの手段を挙げることができる。
【０００９】
以下、上述の手段によって基板に生じる引張応力が増加され、情報記録媒体の面振れが抑制される原理について説明する。
【００１０】
いま、図１９に示すように、半径ｒのディスク基板１００の一部である扇形の微小領域に着目し、ディスク状基板１００を角速度ωで回転させた場合に、外周端部における幅ｗの円弧状領域１０１及びその内周の扇状領域１０２に働く力を考えると、円弧状領域１０１には、遠心力Ｆｃと、円周方向の隣接領域１０３から受ける張力Ｆｔと、扇形領域１０２から受ける張力Ｆｉの３種類が作用し、定常状態ではこれらが釣り合っている。
【００１１】
力の釣合いから、扇形領域１０２からの張力Ｆｉは、円弧状領域１０１の密度をρｏ、厚さをｔｏ、ヤング率をＥｏ、歪をｓとすると、単位角度当たりの値として、以下の近似式で表される。但し、ｗはｒより十分小さいものとする。
【００１２】
Ｆｉ = (ρｏｒ２ω２ - ｓ Ｅｏ) ｔｏｗ    ・・・（１）
扇形領域１０２の最外周部が受ける力は、円弧状領域１０１が扇形領域１０２から受ける張力Ｆｉに等しく、この力が大きいほど扇形領域１０２の張力が大きくなり、重力による撓み及び回転時の面振れが小さくなる。したがって、上式より、扇形領域１０２に作用する張力を大きくするためには、円弧状領域１０１における基板厚ｔｏを大きくすること、円弧状領域１０１における基板密度ρｏを大きくすること、及び円弧状領域１０１における基板のヤング率Ｅｏを小さくすることが有効であることが分かる。
【００１３】
即ち、基板外周部の円弧状領域１０１の基板厚ｔｏを大きくするか密度ρｏを大きくすると、円弧状領域１０１の質量が大きくなり、円弧状領域１０１に作用する遠心力Ｆｃが大きくなって、扇形領域１０２に作用する張力Ｆｉを大きくすることができる。また、円弧状領域１０１のヤング率Ｅｏを小さくすると、回転させた際に、この円弧状領域１０１の半径が容易に増加可能であるため、扇形領域１０２を外側に引っ張る力が増加し、扇形領域１０２に作用する張力Ｆｉを大きくすることができる。
【００１４】
したがって、扇形領域１０２を情報記録領域とした場合、当該情報記録領域の基板厚を超薄型化しても、回転時の情報記録領域の面振れを抑制することができる。さらに、情報記録領域よりも外周領域の基板厚ｔｏを大きくすると、複数枚の情報記録媒体を同心に重ね合わせたときに、情報記録領域よりも外周領域が情報記録領域の保護部として機能し、情報記録領域どうしの接触が防止されるので、情報記録領域の破壊を防止することができる。
【００１５】
なお、情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせる手段として、情報記録領域よりも外周領域における基板の平均厚さを情報記録領域における基板の平均厚さよりも大きくするという手段を採る場合においては、情報記録領域よりも外周領域に作用する遠心力を増加すると共に該領域の実効的ヤング率を低減し、情報記録領域により大きな引張応力が作用するようにするため、前記情報記録領域よりも外周領域に、基板厚が前記情報記録領域の基板厚よりも大きい厚肉部と基板厚が当該厚肉部よりも小さい薄肉部とを有し、前記厚肉部と前記薄肉部とが前記基板の円周方向に交互に形成されているという構成にすることができる。
【００１６】
この場合、情報記録領域に所要の引張応力を作用させるため、前記厚肉部の基板厚を前記情報記録領域の基板厚の２倍以上に設定することが好ましい。また、同様の理由から、前記厚肉部の配列周期に対する１つの前記厚肉部の円周方向長さの比を、０．７乃至０．９に設定するという構成にすることが好ましい。さらには、情報記録領域に作用する引張応力の円周方向の分布を小さくするため、前記厚肉部の配列周期を前記厚肉部の基板厚よりも小さくすることが好ましい。
【００１７】
また、情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせる手段として、情報記録領域よりも外周領域における基板の平均比重を情報記録領域における基板の平均比重よりも大きくするという手段を採る場合においては、前記情報記録領域よりも外周領域に前記基板を構成する主たる材料よりも比重が大きい物質、例えば金属粉や金属粒子を基板内に存在させることができる。
【００１８】
前記基板としては、基板材料の流動性を高めることができ、超薄型の情報記録領域を形成できることから、不活性ガスの超臨界流体が浸透した樹脂材料を金型内に射出し、前記不活性ガスの超臨界到達以上の圧力で前記金型にて加圧することにより成形された基板を備えることができる。
【００１９】
一方、本発明は、情報記録カートリッジについては、一定容量のカートリッジ内により多数の情報記録媒体を収納して体積記録密度を高めるため、超薄型の情報記録領域を有する情報記録媒体を複数枚同心に装填するという構成にした。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の情報記録媒体は、内周部及び外周部を除く中間部に情報記録領域が設けられたディスク状の基板を備えた情報記録媒体において、情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを異ならせ、基板の回転時に、情報記録領域の基板特性と情報記録領域よりも外周領域の基板特性とを同一にした場合よりも大きな引張応力を情報記録領域に作用させるので、基板を超薄型化した場合にも、実用的な回転数で情報記録媒体を回転させたときに、基板の撓みや面振れを無視し得る程度にまで低減させることができ、正常な情報の記録再生等が可能になる。
【００２１】
本発明の情報記録カートリッジは、超薄型の情報記録領域を有する情報記録媒体を複数枚同心に装填するので、一定容量のカートリッジ内に収納可能な情報記録媒体の枚数を増加することができる。よって、情報記録カートリッジの体積記録密度を高めることができ、小容積でテラバイトクラスの記録容量を有する情報記録カートリッジを実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係る情報記録媒体の第１実施形態例について説明する。
【００２３】
図１は第１実施形態例に係るディスク基板１Ａの斜視図、図２は回転時に第１実施形態例に係るディスク基板１Ａに作用する半径方向応力と半径位置との関係及び円周方向応力と半径位置との関係を示すグラフ図である。これらの図に示すように、第１実施形態例に係るディスク基板１Ａは、外周部に均一厚さの厚肉部２を形成したことを特徴とする。
【００２４】
ディスク基板１Ａは、内径が１５ｍｍ、外径が３．５インチで、全体がポリカーボネートにて形成されている。ディスク基板１Ａの最外周部には、幅が５ｍｍで均一厚さの厚肉部２が形成されており、この厚肉部２の形成領域を除く情報記録領域４は、基板厚が０．０５ｍｍに形成されている。また、このディスク基板１Ａの中心部には、回転軸貫通孔５を有する厚さ０．５ｍｍの強固なハブ６が固定されている。情報記録領域４には、記録膜、反射膜及び保護膜などの所要の薄膜が形成され、所要の情報記録媒体が形成される。
【００２５】
厚肉部２の厚さを０．２ｍｍとした場合（基板厚比＝４）、厚肉部２の厚さを０．４ｍｍとした場合（基板厚比＝８）、及び厚肉部２を設けなかった場合（基板厚比＝１）について、回転時に第１実施形態例に係るディスク基板１Ａに作用する半径方向応力と半径位置との関係及び円周方向応力と半径位置との関係を調べた。その結果、図２に示すように、情報記録領域４の外周に厚肉部２を形成すると、厚肉部２を形成しない場合に比べて、半径方向応力及び円周方向応力とも増加することが分かった。情報記録領域４に作用する応力が最小となる半径４０ｍｍの位置で比較すると、基板厚比を４にすることにより、半径方向応力は厚肉部２を形成しない場合に比べて３．２倍に増加し、円周方向応力は１．８倍に増加する。また、基板厚比を８にすると、半径方向応力は厚肉部２を形成しない場合に比べて５．１倍に増加し、円周方向応力は２．５倍に増加する。
【００２６】
図３は第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂの斜視図、図４は第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂの各部の寸法を示す説明図である。これらの図に示すように、第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂは、外周部の円周方向に厚肉部２と薄肉部３とを交互に形成したことを特徴とする。
【００２７】
ディスク基板１Ｂは、内径が１５ｍｍ、外径が３．５インチで、全体がポリカーボネートにて形成されている。ディスク基板１Ｂの最外周部には、円周方向に厚肉部２と薄肉部３とが交互に形成されており、これら厚肉部２及び薄肉部３の形成領域を除く情報記録領域４は、基板厚が０．０２ｍｍに形成されている。また、このディスク基板１Ｂの中心部には、回転軸貫通孔５を有する厚さ０．５ｍｍの強固なハブ６が固定されている。情報記録領域４には、記録膜、反射膜及び保護膜などの所要の薄膜が形成され、所要の情報記録媒体が形成される。
【００２８】
図４に示すように、厚肉部２の基板厚をｔ１、薄肉部３の基板厚及び情報記録領域４の基板厚をｔ２、厚肉部２の円周方向長さをｌ１、薄肉部３の円周方向長さをｌ２とし、薄肉部３の基板厚及び情報記録領域４の基板厚ｔ２に対する厚肉部２の基板厚ｔ１の比ｔ１／ｔ２及び厚肉部２の円周方向長さｌ１、薄肉部３の円周方向長さｌ２を変化させたときの情報記録領域４に作用する引張応力を調べた。
【００２９】
実験及びシミュレーションの結果、薄肉部３を有さず、最外周部の全体に厚肉部２を形成した場合と比較して、薄肉部３を設けた場合の方が情報記録領域４に作用する引張応力が大きくなるのは、厚肉部２の円周方向長さｌ１と薄肉部３の円周方向長さｌ２との和、即ち、厚肉部２の形成周期ｌ（＝ｌ１＋ｌ２）に対する薄肉部３の円周方向長さｌ２の比ｌ２／ｌが限られた範囲にある場合であることが分かった。しかも、その範囲は、基板厚比ｔ１／ｔ２によって異なることが判明した。
【００３０】
図５は、基板厚比ｔ１／ｔ２と情報記録領域４に作用する引張応力が大きくなるｌ２／ｌ値との関係を示すグラフ図である。この図から明らかなように、ｔ１／ｔ２を２以上とした場合に、薄肉部３を設けない場合に比べて、情報記録領域４に作用する引張応力が増加する。したがって、厚肉部２の基板厚ｔ１を情報記録領域４の基板厚ｔ２の２倍以上にすることが望ましい。
【００３１】
基板厚比ｔ１／ｔ２を増加させるにしたがって、情報記録領域４に作用する引張応力が最大となるｌ２／ｌ値が増加する。このことは、厚肉部２の基板厚ｔ１を厚くするほどｌ２／ｌ値を大きくする方が好ましいことを意味する。しかしながら、ｌ２／ｌ値の増加率は基板厚比ｔ１／ｔ２の増加に伴って減少するので、ｌ２／ｌ値を大きくするには、基板厚比ｔ１／ｔ２を極端に大きくする必要が生じ、実用的に得策ではない。このため、円周方向の溝部の長さの比ｌ２／ｌ値は、概ね０.２以下にすることが望ましい。
【００３２】
図６は、基板厚比ｔ１／ｔ２が１０の場合について、薄肉部３を設けない場合に対する情報記録領域４に作用する引張応力の増加率を、ｌ２／ｌ値の関数として表したグラフ図である。このグラフ図から明らかなように、ｌ２／ｌ＝０.１〜０．３の場合に情報記録領域４に作用する引張応力の増加率が４０％以上になり、ｌ２／ｌ＝０.１８の場合に最大の増加率４８％が得られる。
【００３３】
なお、厚肉部２及び薄肉部３の配列周期ｌに関しては、これが過大であると、情報記録領域４の円周方向に引張応力の分布が生じ、円周方向にディスク基板１Ａのうねりが生じやすくなる。したがって、かかる不都合の発生を防止するためには、この配列周期ｌをなるべく小さくすることが望ましく、配列周期ｌを厚肉部２の基板厚ｔ１よりも小さくすること、さらには、情報記録領域４の基板厚ｔ２よりも小さくすることが望ましい。
【００３４】
以上説明したように、第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂは、情報記録領域４の外周に厚肉部２と薄肉部３とを交互に形成したので、厚肉部２の基板厚ｔ１、薄肉部３の基板厚及び情報記録領域４の基板厚ｔ２、厚肉部２の円周方向長さｌ１及び薄肉部３の円周方向長さｌ２を適宜調整することにより、情報記録領域４に作用する引張応力を増強することができる。
【００３５】
次に、本発明に係る情報記録媒体の第３実施形態例について説明する。
【００３６】
図７は第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃの斜視図、図８は第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃの外周部の構成を示す平面図である。これらの図に示すように、第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃは、情報記録領域４よりも外周領域に、平均比重が情報記録領域４よりも大きな大重量部７を形成したことを特徴とする。
【００３７】
大重量部７は、ディスク基板１Ｃの外周部に金属粉を混入する、ディスク基板１Ｃの外周部に多数の貫通孔を開設し、当該貫通孔内に金属粒子を埋設する、或いは、ディスク基板１Ｃの外周部に微細な金属箔片を貼り付ける等の手段によって形成することができる。
【００３８】
ディスク基板１Ｃの外周部に金属粉を混入することによって大重量部７を形成する場合においては、金属粉を樹脂で固めてディスク基板１Ｃの外周部の形状を予め形成しておき、これをディスク基板成型用の金型内に入れてディスク基板１Ｃの他の部分を一体に成型するという方法を採ることができる。
【００３９】
また、ディスク基板１Ｃの外周部に金属粒子を埋設することによって大重量部７を形成する場合においては、図８（ａ）に示すようにディスク基板１Ｃの外周部に多数の貫通孔８を一定の孔間距離で開設し、開設された貫通孔８内に図８（ｂ）に示すように金属粒子９を埋め込むという方法を採ることができる。なお、実施例としては、基板厚が０．１ｍｍのポリカーボネート基板の外周部に直径が１ｍｍの貫通孔８を孔間距離が１．４ ｍｍになるように開設し、当該貫通孔８内に直径が１ｍｍで厚さが０．１ｍｍの円形に打ち抜いたクロム箔を埋め込んだ。
【００４０】
さらに、ディスク基板１Ｂの外周部に金属箔を貼り付けることによって大重量部７を形成する場合においては、バランスをとるため、金属箔をディスク基板１Ｂの表裏両面に貼り付けることが望ましい。
【００４１】
第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃとして、基板厚が最内周部から最外周部まで０.０５ ｍｍで、外周部の幅５ｍｍの領域を除く情報記録領域４がポリカーボネートにて形成され、外周部の幅５ｍｍの領域がクロム粉を混入したポリカーボネートにて形成されたディスク基板を作成した。これにより、情報記録領域４の比重が１．２で外周部の幅５ｍｍの領域の比重が１．９のディスク基板及び情報記録領域４の比重が１．２で外周部の幅５ｍｍの領域の比重が４のディスク基板を得た。その他については第１実施形態例に係るディスク基板１Ａと同じであり、中心部に強固なハブを固定した。
【００４２】
図９に、第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃを回転させた場合に当該ディスク基板１Ｃに生じる応力と半径位置との関係を示す。図９（ａ）は半径方向応力と半径位置との関係を示すグラフ図であり、図９（ｂ）は円周方向応力と半径位置との関係を表すグラフ図である。応力が最小となる半径位置４０ｍｍにおける値で見ると、外周部の比重を１.９と４とにすることにより、半径方向応力は、それぞれ１.７倍と３.８倍とに、また円周方向応力は、それぞれ１.２倍と２．０倍とになる。このように、外周部の比重を増加することによっても、情報記録領域４における応力を大幅に増加させることができる。
【００４３】
次に、本発明に係る情報記録媒体の第４実施形態例について説明する。
【００４４】
図１０は第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄの斜視図である。この図に示すように、第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄは、情報記録領域４よりも外周領域に、ヤング率が情報記録領域４よりも小さな軟質部１０を形成したことを特徴とする。
【００４５】
第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄとして、基板厚が最内周部から最外周部まで０.０５ ｍｍで、外周部の幅５ｍｍの領域を除く情報記録領域４がポリカーボネートにて形成され、外周部の幅５ｍｍの領域が低ヤング率エポキシ樹脂にて形成されたディスク基板を作成した。これにより、情報記録領域４のヤング率が２.６ ＧＰａで、外周部の幅５ｍｍの領域のヤング率が３０ ＭＰａのディスク基板を得た。その他については第１実施形態例に係るディスク基板１Ａと同じであり、中心部に強固なハブを固定した。
【００４６】
図１１に、第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄを回転させた場合に当該ディスク基板１Ｄに生じる応力と半径位置との関係を示す。図１１（ａ）は半径方向応力と半径位置との関係を示すグラフ図であり、図１１（ｂ）は円周方向応力と半径位置との関係を表すグラフ図である。これらの図から明らかなように、外周部のヤング率を減少することにより、半径位置４０ｍｍにおける半径方向の応力及び円周方向の応力が、それぞれ１.３倍と１.１倍に増加する。
【００４７】
次に、本発明に係るディスク基板の製造方法について説明する。
【００４８】
前記第１乃至第４実施例に係るディスク基板１Ａ〜１Ｄは、従来の射出成型法によっても成形可能であるが、本発明に用いられる基板は、従来の基板に比べて基板厚が極めて薄いため、金型の末端部に至るまで溶融樹脂を充填するには、溶融樹脂の射出充填圧を高くする必要がある。これは、金型の締め圧の増加をもたらし、これにより、成形品の分子配向や歪みといった問題が生じる。このため、本発明においては、超臨界流体を用い、樹脂の流動抵抗および粘性を低下させて成型を行った。
【００４９】
即ち、基板材料であるポリカーボネートを可塑化溶融状態で加熱状態の金型内に導入する。このとき、金型内に超臨界流体を導入し、超臨界流体を樹脂内に浸透させる。ここでは、超臨界流体として二酸化炭素を用い、温度１５０℃、圧力２００ｋｇｆ/ｃｍ２の条件で、超臨界状態とした。超臨界流体を金型内に所定量充填した後、金型を締め付け、スタンパの構造を樹脂材料に転写させる。型締め圧力は５１０ｋｇｆ/ｃｍ２程度である。この圧力を３秒間保ちスタンパの構造を樹脂に転写させた後、圧力を２５０ｋｇ/ｃｍ２まで低下させ、樹脂を冷却固化した。この過程で、余剰な超臨界流体や樹脂内部からの揮発ガスを金型外部に逃がし、発泡を抑制した。この後、型締め力を解放し、金型を開き、成型物を取り出した。
【００５０】
なお、超薄型基板の成形方法としては、従来の射出成型法や上述の超臨界流体を用いる方法のほかに、これよりも製造効率が落ちるものの、超臨界流体を用いずに金型内で樹脂をプレスする、いわゆるホットエンボス法を用いることもできる。
【００５１】
次に、本発明に係る情報記録カートリッジについて説明する。
【００５２】
図１２に示すように、本例の情報記録カートリッジは、上述した第１乃至第４実施例に係るディスク基板１Ａ〜１Ｄなどの超薄型基板を用いて作製された複数枚の情報記録媒体１１を、塵埃の侵入を防止するための開閉蓋１２を有する箱状のカートリッジケース１３内に収納してなる。カートリッジケース１３には回転軸１４が備えられており、情報記録媒体１１は当該回転軸１４に同心に取り付けられる。各情報記録媒体１１は当該回転軸１４の回転に伴って同時に回転し、開閉蓋１２によって開閉される窓孔１５より所要のヘッド装置を挿入することによって情報の記録再生等が行われる。
【００５３】
図１３（ａ），（ｂ）に例示するように、回転軸１４の断面形状は非円形に形成されており、情報記録媒体１１の中心部に開口された回転軸貫通孔５も当該回転軸１４の断面形状に適合する形状になっている。したがって、回転軸１４に取り付けられた情報記録媒体１１は、回転方向に関しては回転軸１４によって移動が規制され、回転軸１４の回転に伴って回転されるが、回転軸１４の軸方向に関しては自由に摺動することができる。
【００５４】
本例においては、カートリッジケース１３の内高Ｈを２０ｍｍとし、当該カートリッジケース１３内に２５枚の情報記録媒体１１を収納した。情報記録媒体１１の中心部に備えられたハブ６（図１、図３、図７、図１０参照）の厚さは０．５ ｍｍであるので、各情報記録媒体１１をハブ６を介して接触させた場合、情報記録媒体１１の積層体の総厚は１２．５ ｍｍとなり、残りの７．５ ｍｍのスペースが情報記録媒体１１を回転軸１４の軸方向に移動できるスペースとなる。情報の記録再生等は、後述するようにこのスペースを利用して行われる。なお、本例の情報記録カートリッジは、各情報記録媒体１１をハブ６を介して接触させるので、隣り合って配列された各情報記録媒体１１の情報記録領域４が互いに接触せず、情報記録領域４の接触による破壊が防止される。
【００５５】
本例の情報記録カートリッジは、ドライブ装置に装着され、回転軸１４がドライブ装置に備えられたスピンドルモータに結合される。これにより、情報記録媒体１１の回転が可能になる。
【００５６】
ドライブ装置には、図１４に示すように、情報記録媒体１１の径方向（Ｘ方向）及び回転軸１４の軸方向（Ｙ方向）に駆動するスペーサアクチュエータ２１と、当該スペーサアクチュエータ２１に取り付けられたスペーサ２２と、情報記録媒体１１の径方向（Ｘ方向）に駆動するヘッドアクチュエータ２３と、当該ヘッドアクチュエータ２３に取り付けられたヘッド装置２４と、スペーサ挿入位置の検出と制御とに用いられるＣＣＤカメラ２５とが備えられており、情報の記録再生時等には、所要の情報記録媒体１１の間にスペーサ２２を挿入してヘッド装置２４を挿入可能なスペースを設け、当該スペース内にヘッド装置２４を挿入する。スペーサ挿入位置の検出と制御にはＣＣＤカメラ２５を用い、スペーサ２２の先端と情報記録媒体１１の外周端部との位置関係を光学的に観察し、その情報に基づいてスペーサアクチュエータ２１を動作させてスペーサ２２をＹ方向に移動させ、所要の情報記録媒体１１間に達した時点でスペーサ２２をＸ方向に移動させ、所要の情報記録媒体１１間に所要のスペースを設ける。スペーサ２２が所定の位置に挿入された後、ヘッドアクチュエータ２３を動作させてヘッド装置２４を所要の位置に配置し、情報の記録再生等を行う。
【００５７】
図１５に、ドライブ装置に情報記録カートリッジが装着されてから情報の記録再生等が開始されるまでの動作フローを示す。情報記憶カートリッジをドライブ装置に装着すると（手順Ｓ１）、情報記憶カートリッジの回転軸１４がドライブ装置のスピンドルモータに結合され、情報記録カートリッジ内に収納された情報記録媒体１１が回転を開始する（手順Ｓ２）。なお、情報記録媒体１１が回転していない状態では、情報記録媒体１１が重力によって撓み、外周部において情報記録媒体１１どおしが接触している場合もあるが、回転時には遠心力の作用により、情報記録媒体１１は平坦になる。したがって、この状態では、各情報記録媒体１１の間にハブ６の厚さに相当するスペースが生じる。
【００５８】
記録再生等を行おうとする情報記録媒体１１の位置を指定する情報を受け取る（手順Ｓ３）と、図示しないコントローラはスペーサアクチュエータ２１を情報記録媒体１１の径方向に駆動して情報記録カートリッジからスペーサ２２が引き抜き（手順Ｓ４）、しかる後に、引き抜かれたスペーサ２２を初期位置、即ち、情報記録カートリッジの端部に配置する（手順Ｓ５）。次いで、ＣＣＤカメラ２５でスペーサ２２先端と情報記録媒体１１の外周端部との位置関係を観察しながら、図１６に示すように、スペーサ２２を回転軸１４の軸方向に動作させる（手順Ｓ６）。スペーサ位置の確認は、各情報記録媒体１１の配列位置（ディスク位置）をカウントすることにより行う。そして、スペーサ位置が所要の情報記録媒体１１の配列位置に達したと判定された場合には（手順Ｓ７）、スペーサ２２を挿入し（手順Ｓ８）、情報の記録再生等を開始する（手順Ｓ９）。ここで、スペーサ２２は、図１７に示すように、情報記録媒体１１の外周形状の一部に相当する形状に形成されており、情報記録媒体１１の回転に伴って発生する空気流により情報記録媒体１１とスペーサ２２とが接触しない、いわゆるエアベアリング構造になっている。これにより、所要の情報記録媒体１１間が所定の値に設定されると共に、情報記録媒体１１の面振れも緩和される。また、このスペーサ２２は、図１２及び図１５の形状から明らかなように、挿入状態においても、記録を行わないディスク外周部においてのみ情報記録媒体１１と対向するため、仮に両者が接触しても記録情報の破壊を防止できる。
【００５９】
情報の記録再生等は、スペーサ２２を挿入することによって広げられたスペース内にヘッド装置２４を挿入し、対向する２つのディスク面にそれぞれヘッド装置２４を位置付けることによって行われる。引き続き、他の情報記録媒体１１について情報の記録再生等の処理を行う場合には、手順Ｓ３以降の動作を繰り返す。
【００６０】
なお、前記実施形態例においては、スペーサ２２によって情報記録媒体１１間のスペースを１つづつ拡大するようにしたが、かかる構成に代えて、図１８に示すように、カートリッジケース１３を開閉可能な構造とし、情報記録カートリッジをドライブ装置に装着したとき、カートリッジケース１３が上下に２分割され、図１８（ｂ）に示すように、上ケース１３ａとしたケース１３ｂの設定距離が大きくなって、全ての情報記録媒体１１間のスペースが同時に拡大されるようにすることもできる。本例の情報記録カートリッジは、多数の情報記録媒体１１間に多数のヘッド装置２４を同時に位置付けられるので、各ヘッド装置２４を並列駆動することにより、データ転送レートを非常に大きくすることが可能となる。
【００６１】
また、前記実施形態例においては、回転軸１４を備え、当該回転軸１４にてカートリッジケース１３内に収納された全ての情報記録媒体１１を同時に回転するようにしたが、かかる構成に代えて、カートリッジケース１３内に回転軸を持たず、カートリッジケース１３内に収納された情報記録媒体１１を１枚づつ取り出してドライブ装置の回転部に装着するという構成にすることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】第１実施形態例に係るディスク基板１Ａの斜視図である。
【図２】回転時に第１実施形態例に係るディスク基板１Ａに作用する半径方向応力と半径位置との関係及び円周方向応力と半径位置との関係を示すグラフ図である。
【図３】第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂの斜視図である。
【図４】第２実施形態例に係るディスク基板１Ｂの各部の寸法を示す説明図である。
【図５】ディスク外周部において最大応力が得られる薄肉部長さの比と厚さ比との関係を示すグラフ図である。
【図６】ディスク外周部に薄肉部を設けない場合に対する応力増加率と薄肉部長さの比との関係を示す図である。
【図７】第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃの斜視図である。
【図８】第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃの外周部の構成を示す平面図である。
【図９】第３実施形態例に係るディスク基板１Ｃに生じる応力と半径位置との関係を示すグラフ図である。
【図１０】第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄの斜視図である。
【図１１】第４実施形態例に係るディスク基板１Ｄに生じる応力と半径位置との関係を示すグラフ図である。
【図１２】実施形態例に係る情報記録カートリッジの斜視図である。
【図１３】回転軸の断面形状と情報記録媒体の回転軸貫通孔の形状とを示す平面図である。
【図１４】実施形態例に係る情報記録カートリッジの使用状態の斜視図である。
【図１５】ドライブ装置の動作フローを示す流れ図である。
【図１６】情報記録媒体の選択動作を示す説明図である。
【図１７】記録再生時における情報記録媒体の状態とスペーサ及びヘッド装置の挿入状態とを示す説明図である。
【図１８】他の実施形態例に係る情報記録カートリッジの斜視図である。
【図１９】回転時において情報記録媒体に作用する力の説明図である。
【符号の説明】
【００６３】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    ディスク基板
２    厚肉部
３    薄肉部
４    情報記録領域
５    回転軸貫通孔
６    ハブ
７    大重量部
８    貫通孔
９    金属粒子
１０    軟質部
１１    情報記録媒体
１２    開閉蓋
１３    カートリッジケース
１４    回転軸
１５    窓孔
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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